• Composites Research
• /
• 제31권6호
• /
• pp.317-322
• /
• 2018

다양한 산업군에서 복합재료를 적용한 제품개발을 진행하고 있는 상황이며, 재활용이 가능한 장점으로 인해 열가소성 복합재료에 대한 개발이 활발하다. 장섬유 강화 열가소성 플라스틱(Long fiber thermoplastic, LFT)의 형태도 있지만, 연속섬유를 이용한 열가소성 복합재료(Continuous fiber thermoplastic, CFT)에 대한 활용도 증가하고 있다. 본 연구에서는 CFT를 제작할 때 사용되는 강화섬유의 제직 패턴에 따른 영향으로 CFT의 인장, 굴곡, 충격 강도의 변화를 확인하고자 하였다. 복합재료의 물성이 강화섬유의 제직 패턴에 의해 달라지는 원인을 기계적인 물성으로도 평가하였고, CT 촬영기법을 이용하여 내부 기공발생과 섬유 제직패턴과의 상관관계를 분석하였다. CFT의 경우 열가소성 필름이 섬유 로빙 내로 함침되는 수준이 낮기 때문에, 공극의 발생률이 높은 문제가 있다. 섬유 로빙과 로빙사이의 계면이 $100{\mu}m$ 수준으로 조밀하게 형성될 수 있는 평직 섬유 패턴이 CFT의 성형성 및 기계적 물성을 안정화시키는 강화섬유의 조직임을 검증하였다.

• Composites Research
• /
• 제24권4호
• /
• pp.41-47
• /
• 2011

본 연구는 사출 성형 공정을 통하여 제작되는 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 구조해석 기법에 관한 내용으로 소재의 이방성 기계물성을 예측하고 이를 구조해석에 적용하도록 하였다. 사출 성형 공정을 통하여 제작되는 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 구조해석에 있어서 기존의 경우는 일반적으로 소재의 기계적 물성을 균질 등방성 탄성 모델로 이용하여 왔으나, 실제 부품 파손 모드와 크게 상이한 경우가 많다. 이러한 점을 극복하고자 사출 성형 g,름 해석, 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균 모델을 도입하여 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 섬유배향 효과가 고려되도록 새로운 구조해석 시스템을 개발하였다. 해석의 정확도는 시편시험 결과와의 비교를 통하여 검증하였으며, 섬유 배향 및 웰드라인 영향 및 섬유 함량에 따른 변화가 해석에 장 반영됨을 확인하였다. 또한 자동차 부품에 개발된 해석 시스템을 적용하여 균질 등방 모델과 달리 부품의 위치별로 다른 기계적 성능이 반영되고, 사출 게이트 위치에 따라 유리섬유 배향이 변화하여 부품의 성능이 달라짐을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제12권6호
• /
• pp.8-14
• /
• 1999

본 연구는 고상 성형된 유리섬유 강화 폴리프로필렌의 충격강도에 대한 연구와 성형동안의 재료거동에 대한 미시적 관찰을 행하고자 하였다. 재료의 충격강도 측정을 위해 노치가 없는 시편을 가지고 Izod충격시험을 행하였다. 충격시험에 사용된 복합재료는 중량비로 20%, 30%와 40%의 유리섬유를 함유한 재료이다. 고상 성형품의 성형변형률에 따른 충격강도의 변화를 연구하기 위해 충격시편은 10%, 20% 및 30% 변형률까지 인장 성형 후 제작되었다. 성형온도에 따른 제품의 충격강도의 변화를 살펴보기 위하여 $100^{\circ}C$, $125^{\circ}C$ 및 $150^{\circ}C$에서 성형을 행하였다. 성형된 시편의 충격강도는 유리섬유의 함유량이 증가함에 따라서 증가함을 보였다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제37권3호
• /
• pp.240-245
• /
• 2001

섬유함유율이 0%, 20% 그리고 30%인 단섬유 GF/PP 복합재료를 사용하여 8$0^{\circ}C$, 5$0^{\circ}C$ 그리고 실온에서 인장시험을 통하여 온도의 변화에 대한 파괴강도의 거동을 고찰한 결과는 다음과 같다. 1) 유리섬유로 강화하지 않은 순수 PP보다 유리섬유로 강화한 복합재료의 인장강도가 높게 나타났으며 섬유함유율이 증가할수록 그 값은 높게 나타났다. 2) 동일한 섬유함유율을 가지는 GF/PP 복합재료의 온도변화에 따른 인장강도는 실온의 경우가 가장 높게 나타나고 고온으로 갈수록 그 값이 낮게 나타났다. 3) GF/PP 복합재료의 파괴기구는 온도의 변화에 따라 매트릭스의 변형이 나타났으며 섬유의 풀아웃, 섬유와 매트릭스 사이의 디본딩을 관찰할 수 있었으며, 이와 같은 파괴기구가 종합적으로 상호작용한다고 생각된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 1992년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.115-119
• /
• 1992

산업의 발전과 더불어 새로운 재료의 개발에 대한 요구가 날로 증가하고 있으며 이와 같은 요구에 부응하기위하여 각종의 신소재가 개발되고있다. 이들 신소재 중에서 섬유강화 복합재료는 높은 비탄성과 비강도특성 때문에 구조물의 경량화가 요구되는 우주선, 항공기 등에 주로 이용 되어 왔으며 최근에는 복합재료의 가격이 저렴해 지면서 이 재료의 높은 비탄성과 감쇠특성을 이용하고자 스포츠용품 및 기계 부품에도 섬유강화 복합재료의 이용이 증가 되고 있다. 항공기나 고속회전체의 부품을 복합재료로 제작하였을 경우 복합재료를 다른 금속이나 다른 복합재료부품에 접합(joining)시켜야 하는데 이 때문에구조물의 효율은 Joint에서 주로 죄우된다. Joint를 제작하기 위해서는 복합재료의 표면을 가공한 수 Adhesive를 이용하거나 Bolt로 체결하기 위해 구멍 뚫기 작업이 필요하여 드릴링을 하였을때 이 재료가 매우 연마성이 강하여 심한 공구마멸을 일으키며, 드릴의 입구와 출구쪽에서 각 ply들의 박리 현상이 발생하고, 드릴가공된 벽면으로부터 섬유 또는 레진의 탈락현상등이 발생하는 결점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 결점을 최소화하여 고정밀도의 높은 생산성을 얻기위한 가공기술에 대한 자료를 만들고 최적 절삭조건 및 복합재료가공용 드릴의 설계를 위한 지침을 제시하고자 고속도강 표준드릴을 사용하여 유리섬유 에폭시 복합재료및 탄소섬유 에폭시 복합재료의 드릴링 실험에서 절삭조건이 가공면 생성, 공구마멸, 절삭력에 미치는 영향에 대하여 조사하였다.

• Composites Research
• /
• 제18권6호
• /
• pp.1-8
• /
• 2005

섬유강화 복합재료는 우수한 기계적, 전자기적 물성 등으로 다양한 분야에서 응용되고 있다. 열경화성 복합재는 제작공정에서의 성형온도와 제품의 운용온도인 상온간의 온도차이로 형상의 변형(스프링 백)이 발생하게 된다. 이러한 스프링 백은 하이브리드 구조의 정밀한 형상 제작을 위해서 반드시 보정되어야할 부분이다. 본 연구에서는 유리섬유/에폭시 복합재와 카본섬유/에폭시 복합재로 구성된 비대칭 하이브리드 복합재를 경화사이클, 적층두께, 적층방법 등 다양한 조건을 적용하여 제작하고 3차원 좌표측정기를 이용하여 스프링 백을 측정하였다. 또한 고전 적층판 이론(CLT)과 유한요소해석(ANSYS)으로 스프링백을 예측하고 실험결과와 비교하였다. 고전 적층판 이론과 유한요소해석으로 예측된 스프링 백은 실험 결과와 잘 일치하였으며, 성형온도가 낮을수록 스프링 백이 감소되는 경향을 보임을 확인하였으나 근원적으로 스프링 백이 제거되지는 않았다.

• 한국재료학회지
• /
• 제7권5호
• /
• pp.434-443
• /
• 1997

유리섬유와 에폭시 수지와의 계면전단강도에 미치는 수분흡수, 섬유직경 및 섬유의표면상태 등의 영향을 검토하기 위해서 two fiber fragmentation 시험법을 사용하였다. 그리고 유리섬유/에폭시 수지의 일방향 복합재료에서 수분흡수가 복합재료의 기계적 성질에 미치는 영향에 대해서도 검토하였다. 그 결과, two fiber fragmentation시험에서 계면전단강도는 수분흡수량 및 섬유직경이 클수록 작게 나타났으며, sizing한 것이 desizing한 것보다 크게 나타났다. 또 수분흡습에 의해 감소되었던 계면전단강도는 건조에 의해서 처음의 값의 약 50-60%까지 회복됨을 나타내었다. 그리고 일방향 복합재료의 인장강도는 수분흡수량이 증가함에 따라 현저히 감소함을 보였다.

• Composites Research
• /
• 제35권2호
• /
• pp.75-79
• /
• 2022

본 연구에서는 충격에 의해 파손된 열가소성 유리 섬유 강화 복합재료의 재성형을 통한 물성변화를 조사하였다. 복합재료 시편은 유리섬유 부직포와 폴리프로필렌 필름을 이용하여 핫 프레스 압축 성형 공정을 통해 제작하였다. 총 3번의 낙하 충격 테스트를 진행하였으며, 시편의 물성을 확인하기 위하여 인장시험, 굽힘시험, 낙하충격시험, 시차주사열량계, 주사전자현미경 측정을 진행하였다. 그 결과, 재활용 단계가 반복될수록 결정화도, 인장강도, 탄성계수, 굴곡강도는 증가하였으나 충격특성은 크게 감소하였다.

• 공업화학
• /
• 제23권3호
• /
• pp.339-343
• /
• 2012

우수한 기계적 강도를 가지고 있는 폴리올레핀케톤 고분자를 합성하고, 우레탄과 아미노실란으로 표면 처리 된 유리섬유를 도입하여 엔지니어링 플라스틱용 복합재료를 제조하였다. 유리섬유와 폴리올레핀케톤의 상용성을 확인하기위해 주사 전자 현미경으로 복합재료의 파단면 형상을 확인하였고, 함유된 유리섬유의 크기와 양, 그리고 바인더의 종류에 따른 복합재료의 기계적 물성을 관찰하였다. 적절한 표면처리를 한 유리섬유로 강화된 폴리올레핀케톤 복합재료는 좋은 계면 상용성을 보이며 향상된 기계적 강도를 가지고 엔지니어링 플라스틱 분야에서의 응용 가능성을 확인 할 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제25권4호
• /
• pp.117-125
• /
• 2012

필름 삽입 사출 시편의 휨은 비대칭적인 잔류응력 분포에 기인한다. 비대칭적 잔류응력과 온도 분포는 삽입된 필름 표면의 수직방향으로 지연되는 열 전달에 의해 발생한다. 사출 공정조건 최적화를 통해 필름 삽입 사출 시편의 휨을 억제할 수 없었기 때문에, 필름 삽입 사출 시편의 휨을 최소화하기 위해서 유리 섬유가 강화된 복합재료를 기판으로 사용하였다. 유리 단섬유의 분포를 마이크로 CT 장비를 이용하여 평가하였다. 복합재료로 구성된 기판을 이용한 필름 삽입 사출 시편의 배향 텐서와 휨을 계산하기 위해서는 적절한 마이크로 역학, 이방적 열팽창계수 및 닫힌 어림법 모델이 선택되어야만 한다. 여섯 종류의 마이크로 역학모델, 세 종류의 열 팽창 계수 모델 및 다섯 종류의 닫힌 어림법 모델을 고려한 후, Mori-Tanaka 모델, Rosen and Hashin 모델 및 third orthotropic 닫힌 어림법 모델을 선택하였다. 수치적으로 계산된 섬유 배향 텐서와 휨에 관한 결과들은 실험결과와 잘 일치하였고, 유리 섬유의 보강효과가 필름 삽입 사출 복합 재료 시편의 휨에 미치는 영향을 파악하였다.